Повышение точности позиционирования манипуляционной системы робота путем уменьшения ускорений второго порядка

• Автор: Таржанов, Иван Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с. : ил.

1. Обзор и анализ работ, посвещенных исследованию ускорений второго порядка. Состояние робототехники к концу XX -началу XXI веков. Погрешности
промышленных роботов
1.1 Использование ускорений второго порядка при
анализе механизмов
1.2. Учет ускорений второго порядка при анализе и синтезе манипуляционных систем роботов
1.3. Состояние робототехники к концу XX- началу
XXI веков
1.4. Погрешности промышленных роботов
2. Определение ускорений второго порядка точек звеньев манипуляционных систем и анализ влияния расписания включения приводов на величины ускорений второго порядка
2.1 Определение ускорений второго порядка точек звеньев манипуляционных систем
2.2 Анализ влияния расписания включения приводов на величину ускорения второго порядка для плоской манипуляционной системы
2.3 Анализ влияния расписания включения приводов на величину ускорения второго порядка для пространственной манипуляционной системы
3. Влияние метрических соотношений в
манипуляционной системе на величины и
характер изменения ускорений второго порядка
3.1. Влияние метрических соотношений в
двухзвенной плоской манипуляционной системе на величины и характер изменения ускорений второго порядка
3.2. Влияние метрических соотношений трехзвенной пространственной манипуляционной системе на величины и характер изменения ускорений второго порядка
4. Учет упругости звеньев и переходного процесса при определении истинных значений положения рабочего органа, ускорений второго порядка и
динамической нагрузки
Заключение
Литература
Приложения
Тема диссертации относится к малоизученной области, которая теперь становится все более актуальной в связи с массовым внедрением роботов в различные сферы человеческой деятельности и с повышением, во многих случаях динамических режимов их работы.
Для обеспечения требуемой точности робота важное значение имеют не только величины ускорений звеньев манипуляционной системы, от которых зависят инерционные нагрузки, действующие на звенья, но и законы изменения этих ускорений, определяющие законы изменения инерционных нагрузок от времени. Ускорения второго порядка характеризуют изменения нарастания инерционных нагрузок и нагрузок ударного характера. Ускорения второго порядка представляют собой векторную производную от ускорения по времени.
Поскольку ускорения второго порядка характеризуют изменения инерционных нагрузок в процессе работы манипуляционной системы, то они играют существенную роль при рассмотрении колебательных процессов. Кроме того, ускорения второго порядка в сочетании с упругостью звеньев влияют на точность и динамический режим манипуляционной системы. Знание законов изменения ускорения второго порядка позволяют удовлетворять высокие требования к точности роботов.
При изучении динамики манипуляционных систем необходимо иметь математическое описание в виде уравнений движений сил и моментов, действующих в сочленениях, уравнений скоростей и ускорений.
К Тогда скорость точки Б будет равна:
„ с1Хп (Яд2 (1дъ • . •
ф У о = = 2 ^пс1г ~^~к = ~к Я2 шЯг - к Яг мпд3 >
„ <аТ„ с1д2 йц, • •
Кв = — = /2 сш?2 “-/3 сол^з ~^ = кЯ2 со^к ~ к Яг СО!!Яг
Соответственно, ускорения точки Б:
сИ^ ^ •• • •• •
я£ = —— = -/2 д2 $ищг - /2 ?22 тг^ - /3 Цъ - /3 <732 со.?д},
г с/Кд •• * •• ",
Дд = = к д2 сохд2 - /2 д2 $тц2 -13 д} соэд, +!} д3 зтд3;
• •• •• • ••
Ж/ = = -/2 дг 5ш^2 - /2 д2 д2 сад^ -2/2 д2 со^2 +
+ к Яг М Яг ~к Яг з1пЯг ~ к Я г Яг С0!!Яг + 2к я С0Чг
(}(Х^ *** ** # •*
• УУО = ~~к Я 2 МЯг - к Я2 Я2 С0$Яг ~ 2к Я2 СОБЯг +

• м* •• • •
+ /2 д2 йт д2 ~к Я г мпЯг ~ к Яг Яг С0$Яг + 2к Яг С0^Яг
(2.21)
(2.22)
(2.23)
При вращении звена 1 система BCD совершает сложное движение, поэтому появляется ускорение Кориолиса:
Дд2 = 2дj VD2 со^д^ Кд2) =2д] VD2 coscl , (2.24)
УD2 ~ Я2 ко ~ Я2 У1к к 2кк cosy , (2.25)
aD2 ~ 2Я Яг Фг + Ч ~2кк cosy -cos a ; (2.26)
Ддз = 2<7i УD3 siJ^qx VD3) =2gt VD3 sin(360 ~q2) = ~2Я Уог мпд3, (2.27)
У0г=Ягк (2-28)
аог = ~2Я Яг к мпЯг (2.29)
(аогУ = 4